Geotermia con agua de mina. Aplicación al Medio Rural.

GRUPO HUNOSA: ENERGÍA GEOTÉRMICA
Geotermia con agua de mina. Aplicación
al Medio Rural.
Clasificación de la energía geotérmica
•Energía geotérmica alta entalpía
Temperatura >180ºC Î Generación eléctrica
•Energía geotérmica baja entalpía
Temperatura <180ºC Î Uso directo
* IPCC Geothermal Report 2008
Caracterización de las aguas de mina
Documentación de las infraestructuras mineras disponibles para
aprovechamiento geotérmico
Caudal de agua de mina disponible
Volumen de hueco disponible
Características Físico- Químicas de las aguas
POTENCIAL GEOTÉRMICO DEL AGUA DE MINA EN
LA CUENCA CARBONÍFERA CENTRAL ASTURIANA
Potencial de HUNOSA
- Más de 200 Años de historia minera.
- Hasta 73 pozos hulleros perforados
en la CCCA.
- Pozo Lieres. 780 m de caña vertical.
- Más de 300 minas y grupos de
montaña.
- Más de 1000 bocaminas.
Las minas de carbón actúan como un gran embalse
subterráneo
Bombeo
Caudal total
disponible:
36,8 Mm3
* Valores medios para los años 2004, 2005 y 2006
Volumen de huecos
Zona Nalón: 44,8 Mm3
Zona Caudal: 29,8 Mm3
Pozos ya inundados: 5,7 Mm3
Volumen total
disponible:
80,3 Mm3
Renovabilidad ecológica
Calidad de las aguas de mina
Diagrama de Stiff representativo
Principales características de las aguas :
- Bicarbonatadas/ Cálcicas
- Sin contenido importante en metales
- Conductividad media 960 µS/cm
- pH próximo a 7.4
Na + K
Cl
Mg
SO4
Ca
100 100
80
80
60
HCO3 + CO3
20 16 12
8
4
60
1305-6-0002
1305-5-0008
1305-6-0094
1305-6-0053
1305-5-0004
1305-60041
40
40
1305-6-0047
1305-6-0121
1305-6-0005 1305-6-0007
1305-6-0055
1305-6-0006
1305-6-0010
1305-6-0074
1305-6-0012
1305-6-0096
1305-7-0056
1305-6-0033
1306-2-0012
1306-2-0011
Diagrama de Piper
0
100
20
0
1305-7-0039
0
0
100
1305-6-0035
80
20
60
20
40
Mg
Na+K
40
60
Ca
40
20
SO4
60
40
1305-6-0097
80
80
60
HCO3
60
20
0
100
80
40
80
0
100
0
20
20
40
Cl
60
80
0
100
4
8
12 16 20 (meq/l)
Temperatura del agua de mina
Metros desde la cota de Barredo
00
400
800
120
0
160
0
200
0
240
0
280
0
320
0
360
0
5
7
9
11
13
15
17
19
Temperatura ºC
Potencial energético de HUNOSA
TOTAL HUNOSA
Salto térmico aprovechable ºC
5
Caudal m3/s
1,167
Densidad del agua kg/m3
1000
Calor específico del agua J/kg.ºC
4186,8
Potencial térmico MWt
24,43
Fuente: Ciatesa, 2007
COP*
5
Trabajo Aportado MWt
6,11
Potencia total MWt
30,54
21
23
Funcionamiento: Bomba de calor
Entrada de aire a refrigerar (12ºC)
Salida aire recalentado a la habitación (22ºC)
Entrada de aire de la habitación (17ºC)
Salida de aire refrigerado (7ºC)
Aporte de trabajo
(ENCHUFE A RED)
Aporte de trabajo
Entrada agua de mina (19ºC)
Salida agua calefacción (45ºC)
Entrada agua calefacción (40ºC)
Salida agua de mina (14ºC)
Viabilidad Económica y medioambiental
Coste de combustible:
€ /GJ
Bomba de Calor
0,290
Emisiones anuales de CO2 para una vivienda con 15000 kWh
de demanda de calor anual
0,014
8000
7000
Coste de mantenimiento:
kg CO2 / año
€/ GJ
Gas Natural
6000
5000
4000
3000
2000
1000
0
Energía Eléctrica
Sistemas
convencionales
3% Coste
capital
Bomba de
Calor
1,2% Coste
capital
Caldera de
Gasóleo
Caldera de Gas
Bomba de calor
SPF=3
Bomba de calor
SPF=6
Viabilidad Económica y medioambiental
Si el 80 % de los hogares en los países miembros de la OCDE, sustituyeran la caldera
tradicional por una instalación de bomba de calor con un SPF=4 (COP medio
estacionario), 2374 Mt de CO2 no se emitirían a la atmósfera.
Corresponde a un 10 % de las emisiones globales
Eliminar 244 Gw de
centrales térmicas
de carbón
Plantar 50
millones de
hectáreas de
árboles
Reducir consumo de
gasolina en 780.000
millones de litros al
año
52 millones de
automóviles
menos en
circulación
Esquema de funcionamiento con reinyección
Proyectos similares:
1)
2)
Minewater Project, Holanda, G.B., Francia, Alemania*:
–
–
Programa europeo INTERREG IIIB 2005-2008
13- 28ºC (700 m de profundidad)
–
Q aproximado de 20 l/s
Agua de Mina Alemania, (Schellschmidt et al., 2000):
–
–
–
3)
Agua de Mina en Eslovaquia, (Bajtos, P., 2001):
–
–
–
4)
7-9ºC (100- 250 m de profundidad)
Q aproximado de 6 l/s
Potencial térmico: 0,12 Mw
14-19ºC
Q entre 20 y 200 l/s
Total potencial térmico: 32 Mw
Agua de Túneles en Suiza, (Wilhelm et al., 2005):
–
–
–
10-24ºC
Q entre 16 y 400 l/s
Total potencial térmico: 16,7 Mw
* www.minewaterproject.info
Situación de los pozos en la Cuenca Central asturiana:
Posibles aplicaciones al Medio Rural:
Climatización geotérmica de invernaderos
Grandes consumidores de energía de baja entalpía (baja temperatura)
Se evitaría la necesidad de aprovisionamiento de combustible para tal efecto
Instalaciones de climatización sencillas (Suelo radiante o fancoils)
Competitividad económica comprobada en Europa desde hace 25 años
Posibles aplicaciones al Medio Rural:
Acondicionamiento térmico del agua para regadío y del suelo cultivable
La regulación de la temperatura del agua es un factor del que depende el rendimiento
de los cultivos sometidos a regadío
Algunos cultivos se calientan por suelo radiante, actuando sobre las raíces y
mejorando la producción.
Posibles aplicaciones al Medio Rural:
Secado de productos agrícolas
Secado de grano (Hungría y Macedonia)
Secado de vegetales (Grecia)
Secado de frutas, (Turquía)
Secado de madera (Polonia)
Szentes (Hungría)
Xhanti (Grecia)
Zakopane (Polonia)
Taze & Kuru (Turquía)
Posibles aplicaciones al Medio Rural:
Producción de aguas termales para turismo rural
La bomba de calor puede llevar el agua hasta una temperatura suficiente como para
su aprovechamiento para baños termales, ofreciendo una nueva facilidad a los
emplazamientos de hoteles o casas rurales
Merano (Italia)
Szecheny , Budapest (Hungría)